OKSİJENLİ SOLUNUM EVRELERİ
Oksijenli solunum tepkimeleri ökaryot hücrelerde 4 aşamada gerçekleşir.
A – Glikoliz reaksiyonları (Sitoplazmada)
B – Piruvat okidasyonu (Mitokondrinin matriks sıvısında)
C – Krebs reaksiyonları (Mitokondrinin matriks sıvısında)
D – E.T.S. (Elektron Taşıma Sistemi) reaksiyonları (Mitokondrinin krista zarında)
Hücresel solunumda organik besinlerin yıkımı basamak basamak ve enzimler aracılığı ile gerçekleşir. Her basamakta ayrı bir enzim görev yapar. Solunum tepkimeleri gerçekleşirken bazı basamaklarda, substrat molekülündeki fosfat grubunun ADP’ye enzimatik reaksiyonlar ile aktarılması sonucu ATP sentezi gerçekleşir (Substrat Düzeyinde Fosforilasyon). Bazı basamaklarda ise besinin yıkılması sonucu açığa çıkan H atomlarından taşıyıcı moleküller (NAD+ ve FAD) ve oksijen yardımıyla ATP sentezi gerçekleşir (Oksidatif Düzeyde Fosforilasyon).
Sitoplazmada Gerçekleşen Reaksiyonlar
1) GLİKOLİZ (GLİKOLİTİK YOL)
* Glikozun çeşitli enzimler aracılığıyla pirüvik asite (piruvat) kadar parçalanmasına Glikoliz denir.
* Glikolizde her basamakta farklı bir enzim kullanılır.
* Glikoliz reaksiyonları tüm canlılarda sitoplazmada ve aynı şekilde gerçekleşir. Glikolizin tüm canlılarda ortak olması kullanılan enzimlerin ve bu enzimlerin sentezinden sorumlu genlerin canlıların tamamında aynı olduğunu gösterir.
* Tüm canlılarda kullanılan ortak molekül glikozdur. Glikozun reaksiyona girmesi için aktifleştirilmesi gerekir. Bu nedenle aktivasyon enerjisi olarak 2 ATP harcanır ve sonuçta substrat düzeyde 4 ATP sentezlenir. Net kazanç 2 ATP’dir.
* Glikolizde, organik molekülden yine organik molekül oluştuğu için enerji verimi düşüktür.
Glikoliz reaksiyonları aşağıdaki gibi gerçekleşir.
|
NOT: 1. NAD (nikotinamid adenin dinükleotit): Hidrojen ve elektron tutucu koenzim |
GLİKOLİZ: 6C’lu glikozun aktifleştirilmesi ile başlar. 1. Canlılarda kullanılan ortak molekül glikozdur. Solunum tepkimeleri Ekzergonik (ATP üreten) olmasına rağmen reaksiyonların başlaması için sisteme aktivasyon enerjisi vermek gerekir. Bu nedenle ilk önce 1 ATP harcanır ve fosfat glikoza verilir. “Glikoz 6 fosfat (Glikoz mono fosfat)” oluşur. (1 nolu basamak) 2. Aktifleşen glikoz monofosfat, enzimler aracılığıyla fruktoz monofosfata dönüşür. (2 nolu basamak) 3. Fruktoz monofosfatın tam aktifleşmesi için 1 ATP daha harcanır ve yine 1 fosfat fruktoz monofosfata verilerek “Fruktoz 1-6 bisfosfata” dönüşür. (3 nolu basamak)
UYARI: 1. Oluşan fruktoz bisfosfat kararsız bir bileşiktir. Enerji üretimi için yıkım reaksiyonları bundan sonra başlar.
4. Fruktoz-bisfosfat enzimlerle parçalanarak 2 molekül 3C’lu fosfogliseraldehit (PGAL) ve dihidroksiaseton oluşur. (4 nolu basamak) 5. Elektron ve proton tutucu NAD+ koenzimi, iki molekül PGAL’lerin her birinden 2H alarak indirgenir ve “2 NADH+2H+ oluşur.” Bu sırada her bir PAGL sitoplazmadan birer organik fosfat alarak 2 molekül 3C’lu 2P’lı Difosfo-gliserik asit (DPGA) oluşur. (5 nolu basamak) 6. 3C’lu DPGA’lerdeki 1’er fosfat ADP’lere verilerek 2 ATP sentezlenir. 3C’lu 1P’lı 2 molekül fosfogliserikasit (PGA) oluşur. (6 nolu basamak) 7. PGA’lardaki 1’er fosfat ADP’lere verilerek 2 ATP daha sentezlenir. PGA’lar 2 Pirüvik asite dönüşür. (7 nolu basamak) |
Sonuç;
1. Glikoliz sonunda her bir glikoliz molekülünden 2 molekül pürivik asit, net 2 ATP ve 2 molekül NADH+2H+ oluşur.
2. Glikoliz sonucunda oluşan pirüvat organik yapılı olup canlılar için zararlı bir maddedir. Bu nedenle canlılar, enzimlerle pirüvatı parçalarlar.
NOT:
2. Glikolizde oluşan pirüvat ve NADH+H+ molekülleri Okisjen varlığında mitokondrinin matriksine geçer.
